چرا سبک بودن سقف مهم است؟
- کاهش نیروی زلزله وارد بر ساختمان
- کاهش هزینه‌های پی‌سازی و اسکلت
- تسهیل در حمل‌ونقل و نصب
- افزایش سرعت اجرای پروژه
- صرفه‌جویی در هزینه بتن و آرماتور
ضخامت تری دی پانل ها
به طور کلی، ضخامت تری دی پانل های باربر دیواری بین ۱۰تا ۲۰ سانتی متر و ضخامت تری دی پانل های باربر سقفی بین ۱۵تا ۲۵ سانتی متر متغیر است. تری دی پنل غیر باربر: جداکننده ای کارآمد برای فضاهای داخلی تری دی پانل غیر باربر، نوعی از تری دی پانل ها است که فقط برای جدا سازی فضاها و عایق بندی صوتی و حرارتی استفاده می شوند و قادر به تحمل بارهای وارده از سازه نیستند. این نوع پانل ها به دلیل وزن کم، سرعت اجرا و مزایای متعدد دیگر، به گزینه ای ایده آل برای پارتیشن بندی و مجزا کردن ف ضاهای داخلی ساختمان تبدیل شده اند.
| نوع سقف | وزن تقریبی (kg/m²) | نوع مصالح اصلی | رده‌بندی وزن |
|---|---|---|---|
| تری دی پانل سقفی | ۸۵ – ۱۱۵ | فوم EPS + شاتکریت | بسیار سبک |
| تیرچه بلوک سیمانی | ۱۸۰ – ۲۲۰ | تیرچه، بلوک، بتن | متوسط رو به سنگین |
| سقف کامپوزیت فلزی | ۲۰۰ – ۲۸۰ | تیر آهن + بتن | سنگین |
| دال بتنی یک‌طرفه | ۲۵۰ – ۳۵۰ | بتن مسلح | بسیار سنگین |
| سقف عرشه فولادی | ۱۴۰ – ۱۸۰ | ورق گالوانیزه + بتن | سبک |
سرعت و سهولت در اجرا 3D PANEL:
برای اجرای دیوار از آنجا که عرض اعضا ۲/۱ متر و طول آنها برابر ارتفاع طبقه (دیوار) تولید میگردد، تعداد نیروی انسانی لازم، برای اجرا، نسبت به ساختمانهای رایج،( با ابعاد آجر یا بلوک ۲۰در ۱۰ یا ۲۰ یا ۵۰ یا ۶۰ سانتی متر)؛ به تابعیت از مساحت نمای قطعات (مثلا ۱۲۰ در ۳۰۰ سانتیمتر) و نیز عدم نیاز به ساخت و حمل و اجرای ملات بین هر رج ، کاهش می‌یابد . این امر اجرای دیوار تنها با ۱ اکیپ ماهر به روزانه ۲۰۰ الی ۲۵۰ متر مربع میرساند. این مزیت در پروژه های انبوه سازی به لحاظ حجم بالای پروژه و سرمایگذاری کلان ، به واسطه سرعت اجرامنجر به بازگشت سریع سرمایه میشود.
نکات ایمنی، نگهداری و حمل و نقل، تریدی پانل ها
– پانل ها باید در محیط های دور از تابش مستقیم اشعه خورشید، بارش باران، رطوبت، تغییرات حرارتی شدید و عوامل محیطی مهاجم نگهداری شوند.
– پنل ها در محل کارگاه ساختمانی باید به دور از هر گونه مواد قابل اشتعال (نظیر رنگ، مواد حلال یا زباله های قابل اشتعال) نگهداری شوند. محل نگهداری باید به گونه ای باشد که از احتمال ریزش یا تماس براده های داغ یا جرقه های ناشی از جوش کاری یا هرگونه شیء داغ دیگر با پنل ها در کارگاه ساختمانی پیشگیری شود.
– محل انبار اصلی پانل ها تا حد امکان باید به دور از محل عملیات ساختمانی باشد تا از سرایت هر گونه شعله یا حریق احتمالی به محل انبار جلوگیری شود.
– کارگران و کارکنان باید نسبت به عدم استفاده از هرگونه شعله و نیز عدم استعمال سیگار در مجاورت محل نگهداری پانل ها توجیه شوند. استفاده از تابلو های هشدار دهنده برای عدم استعمال دخانیات در مجاورت محل نگهداری پانل ها الزامی است.
| نوع سقف | زمان اجرای ۱۰۰ متر (روز) | نیاز به نیروی متخصص | تجهیزات خاص |
|---|---|---|---|
| تری دی پانل سقفی | ۲ – ۳ روز | کم | خیر |
| تیرچه بلوک | ۵ – ۶ روز | متوسط | خیر |
| کامپوزیت فلزی | ۴ – ۵ روز | بالا | جوشکاری، برش |
| دال بتنی درجا | ۶ – ۸ روز | بالا | پمپ بتن، قالب |
| عرشه فولادی | ۳ – ۴ روز | متوسط | بله (دستگاه جوش و ورق‌بر) |
فواید مثبت پانل سه بعدی
۱. تی ری دی پنل‌ها به راحتی حمل می شوند، چرا که وزن بسیار کمی دارند.
۲. داشتن انعطاف پذیری بسیار بالایو به همین علت راحتی استفاده در سیستم‌های سینوسی و قوسی
۳. به علت نازک‌تر بودن ضخامت دیوار به نسبت سایر دیوارها میتوان، از فضا به صورت مفید‌تری استفاده کرد.
۴. مقاومت موثر در برابر نیروهای برشی ناشی از زلزله دارد.
۵. اجرای نازک کاری بدون نیاز به ملات گچ و خاک
۶. عایق حرارتی، رطوبتی و صوتی خوبی می‌باشند.
۷. بدون نیاز به اجرای نعل درگاه برای اجرای بازشوی پنجره و درب
۸. به دلیل اینکه وزن بسیار پایینی دارند بارهای مرده سازه کاهش می‌یابد
مقایسه دیوار آجری و پانل
بیشترین کاربردی که این محصول می‌تواند داشته باشد در ساختمانهای مرتفع است. زیرا در ساختن ساختمان های بسیار بلند یکی از مواردی که می تواند مفید باشد کاهش وزن مصالح است. که با استفاده از تری دی پانل دستیابی به این مزیت مقدور می گردد. چون که وزن یک متر مربع دیوار آجری که برابر با ۲۲ سانتی متر است همراه با ملات ماسه سیمان، بیش از ۴۵۰ کیلوگرم می باشد؛ در صورتی که یک متر مربع دیوار پانلی کمتر از ۱۵۰ کیلوگرم وزن دارد. بنابراین استفاده از پانل 3d در ساختمان های مرتفع وزن آن را به طور چشمگیری کاهش میدهد. قیمت تری دی پنل نیز مقرون به صرفه است.
پانل های فوم این امکان را دارند که در ساختمانهای یک یا دو طبقه بدون بکارگیری از اسکلت فلزی بنا شود و به عنوان دیوارهای باربر تقسیم شوند و سقف از آنها بهره بگیرد. علاوه بر این موارد از تری دی پانل ها میتوان در اجرای دیوارهای بلند سالن های سوله و آشیانه های هواپیمایی نیز استفاده کرد.
| نوع سقف | جذب انرژی | وزن سازه‌ای | تغییر مکان نسبی | مناسب مناطق زلزله‌خیز |
|---|---|---|---|---|
| تری دی پانل سقفی | بالا | کم | کنترل‌شده | بسیار مناسب |
| تیرچه بلوک | متوسط | زیاد | نسبتاً زیاد | قابل قبول |
| دال بتنی | پایین | بسیار زیاد | کم | مناسب با مهاربندی |
| کامپوزیت فلزی | متوسط | زیاد | متوسط | متوسط تا خوب |
| عرشه فولادی | بالا | متوسط | خوب | مناسب |
مزایای سبک بودن وزن ساندویچ پانل | وزن واحد سطح ساندویچ پانل
اگرچه مزیت و هدف اصلی استفاده از ساندویچ پانل کاهش وزن نهایی سازه است اما سبک بودن وزن این پانل ها مزایای دیگری نیز دارد که در زیر به برخی از این مزایا اشاره خواهیم کرد. سبک بودن ساندویچ پنل بارگیری و حمل و نقل آن را بسیار راحت‌تر میکند. نصب آن برای نصاب بسیار راحت و سریع است که سرعت پیشرفت سازه را افزایش میدهد. کار کردن با ساندویچ پانل‌ها به علت سبک بودن انرژی کمتری را از نیروی انسانی و حتی ماشین‌ها می‌گیرد. استحکام سازه را با کاهش وزن نهایی افزایش میدهد؛ خصوصاً در مورد سازهایی که زمین پی آنها چندان ایده آل نباشد. ایمنی سازه در مواقع خطرات طبیعی همچون رانش زمین، سیل و زلزله را افزایش میدهد. هزینه نهایی ساخت سازه را به شکل قابل توجهی کاهش میدهد. ایمنی نیروی انسانی هنگام کار با پانل بیشتر است. بهداشتی و قابل بازیافت است.
متال فوم نمونه ای از پانل های پیش ساخته سه بعدی
آن چه که در ساختار دیوار متال فوم به کار می رود، قاب های سبک نورد شده فلزی هستند که از آن ها به عنوان چهارچوب استفاده می شود. در کنار آن استفاده از مهاربندی افقی و عمودی به منظور تامین مقاومت ایستایی و به منظور انتقال نیروهای برشی که خود ناشی از نیروهای جانبی می باشد، صورت می گیرد.
نحوه محاسبه وزن ساندویچ پانل
وزن واحد سطح ساندویچ پانل را به ازای هر متر مربع از این محصول حساب می‌کنند. با توجه به نوع ساختن این محصول ساختار آن به نحوی است که میتوان در سه حالت مسطح، خم یا منحنی آن را تولید کرد. برای به دست آوردن متراژ این محصول میتوان از دو فرمول زیر استفاده کرد:
- طول * عرض * ۱.۰۷ = ساندویچ پانل سقفی
- عرض * طول * ۱.۱۶ = ساندویچ پانل دیواری
در زمان محاسبه وزن ساندویچ پنل حتما نوع کالا را بررسی کنید تا با فرمول اشتباه وزن ساندویچ پنل اشتباه نشود.
بیرون زدگی مش از طرفین تری دی پانل(اورلپ مش):
عرض مش تشکیل دهنده از هر طرف بین ۴ الی ۶ سانتی متر از عرض هسته عایق پلی استایرن بزرگتر بوده و لذا میزان مش مصرفی هر متر مربع تری دی پانل را حدود 5% افزایش می دهد. علیرغم اثر افزاینده این امر روی قیمت تمام شده محصول، با حذف مش وصله بین دو پانل مجاور هم و حذف آرماتور بندی افقی درز اتصال قائم بین دو پانل، مجموعاً ضمن کاهش قیمت تمام شده کالای مصرفی (دیوار نهایی)، سرعت اجرای آن را نیز بالا برده و برخلاف اتصالات معمولی (رفتار نامناسب آرماتوری که از یک سمت به فوم چسبیده و از سمت دیگر به اندازه مقطع معادل خود (قوانین اولیه بتن مسلح) بتن دورش را فرانگرفته)، رفتار دیوار را بهبود می*بخشد و استحکام مدنظر تنها در این حالت به دست می آید.
مقایسه با سایر سیستم‌های سقفی
سقف تیرچه بلوک: این نوع سقف از ترکیب تیرچه‌های پیش‌ساخته، بلوک‌های سفالی یا پلی‌استایرن، بتن و میلگرد تشکیل شده است. وزن آن به طور میانگین بین ۱۵۰ تا ۲۵۰ کیلوگرم بر متر مربع می‌باشد. این سقف نسبت به تری دی پانل سنگین‌تر است و به قالب‌بندی دقیق‌تری نیاز دارد.
سقف کامپوزیت: ترکیبی از تیرآهن یا تیرهای فولادی، قالب‌بندی، عرشه فلزی و بتن می‌باشد. وزن این سقف معمولاً بین ۲۰۰ تا ۳۰۰ کیلوگرم بر متر مربع است. این سیستم برای سازه‌های فولادی مناسب است اما اجرای آن به مهارت بالا نیاز دارد.
سقف عرشه فولادی: شامل ورق‌های گالوانیزه فرم‌دار، بتن و آرماتور است. این سقف نسبت به سقف کامپوزیت سبک‌تر است ولی باز هم از تری دی پانل سنگین‌تر بوده و وزن آن حدود ۱۵۰ تا ۲۰۰ کیلوگرم بر متر مربع است.
سقف دال بتنی: سقف دال بتنی که به صورت دال یک‌طرفه یا دوطرفه اجرا میشود، سنگین‌ترین نوع سقف بوده و وزن آن گاهی تا ۴۰۰ کیلوگرم بر متر مربع نیز می‌رسد.
| نوع سقف | وزن (کیلوگرم/مترمربع) |
|---|---|
| تری دی پانل | ۸۰ – ۱۲۰ |
| تیرچه بلوک | ۱۵۰ – ۲۵۰ |
| کامپوزیت | ۲۰۰ – ۳۰۰ |
| عرشه فولادی | ۱۵۰ – ۲۰۰ |
| دال بتنی | ۲۵۰ – ۴۰۰ |
مزیت‌های وزنی تری دی پانل در ساخت‌وساز مدرن مزیت وزنی تری دی پانل سقفی را میتوان در چند دسته تحلیل کرد:
الف) کاهش بار مرده: سقف سبک موجب کاهش بار کلی ساختمان میشود که به کاهش ابعاد فونداسیون، ستون‌ها و تیرها منجر میگردد. این موضوع مستقیماً با صرفه‌جویی در مصرف بتن و میلگرد ارتباط دارد.
ب) کاهش بار لرزه‌ای: هرچه سازه سبک‌تر باشد، نیروی زلزله کمتری به آن وارد میشود. این امر به‌ویژه در مناطق زلزله‌خیز مانند ایران اهمیت ویژه‌ای دارد.
ج) کاهش هزینه حمل‌ونقل و نصب: با توجه به سبکی نسبی این پانل‌ها، حمل آنها ساده‌تر بوده و به جرثقیل‌های سبک‌تری نیاز دارد. همچنین سرعت اجرای آن تا ۴۰٪ نسبت به سیستم‌های سنتی افزایش می‌یابد.
د) افزایش عمر مفید سقف: به دلیل ساختار ترکیبی و استفاده از مصالح غیرقابل خوردگی مانند EPS، مقاومت در برابر رطوبت و تغییرات دمایی بالاتر است.
بخش پنجم: بررسی اثرات زیست‌محیطی و پایداری وزن کمتر سقف در معماری پایدار، وزن مصالح نقش مهمی در تولید کربن و مصرف انرژی دارد. تری دی پانل‌ها به دلیل وزن کم و نیاز کمتر به ماشین‌آلات سنگین، انتشار دی‌اکسید کربن کمتری در مراحل ساخت دارند. همچنین به دلیل ویژگی عایق حرارتی، در طول عمر مفید سازه باعث کاهش مصرف انرژی سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی می‌شوند.
| نوع سقف | وزن (kg/m²) | مزیت وزنی |
|---|---|---|
| تری دی پانل | ۹۰ – ۱۲۰ | کاهش وزن مرده، عملکرد بهینه لرزه‌ای |
| تیرچه‌بلوک | ۱۸۰ – ۲۵۰ | سنگین، پرت مصالح، نیاز به قالب |
| دال بتنی | ۲۵۰ – ۳۵۰ | بسیار سنگین، نیاز به قالب‌ریزی کامل |
| کامپوزیت فولادی | ۲۱۰ – ۲۸۰ | نسبتاً سنگین، نیاز به تجهیزات خاص |
| عرشه فولادی | ۱۴۰ – ۱۸۰ | سبک‌تر از سنتی، ولی سنگین‌تر از 3D |
نقش وزن سقف در طراحی لرزه‌ای و معماری پایدار
یکی از مفاهیم کلیدی در طراحی لرزه‌ای، کاهش نیروی زلزله از طریق سبک‌سازی سازه است. طبق اصول دینامیک سازه، نیروی جانبی زلزله با جرم ساختمان رابطه مستقیم دارد. بنابراین سقف تری دی پانل با وزن سبک‌تر، نه تنها بار مرده کلی را کاهش میدهد بلکه تنش‌های ناشی از زلزله را نیز محدود میکند.
نتایج سبک‌سازی سقف:
افزایش بهره‌وری انرژی با کاهش نیاز به سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی
کاهش مصرف فولاد و بتن در ستون‌ها و فونداسیون
امکان حذف برخی المان‌های سازه‌ای اضافی
صرفه‌جویی در زمان و هزینه اجرا
ساختار و ترکیب فنی سقف تری دی پانل
تری دی پانل سقفی از یک هسته پلی‌استایرن منبسط‌شده (EPS) با چگالی کنترل‌شده، دو لایه مش فولادی در طرفین، و مفتول‌های قطری برای ایجاد شبکه فضاکار تشکیل شده است. پس از نصب پانل‌ها در محل، با استفاده از شاتکریت (بتن پاششی) سطوح طرفین پوشیده میشود تا یک دال بتنی سبک اما مستحکم شکل بگیرد.
پارامترهای مؤثر در وزن سقف تری دی پانل:
- چگالی فوم: ۱۵ تا ۲۰ کیلوگرم بر متر مکعب
- ضخامت فوم: ۸ تا ۱۰ سانتیمتر
- ضخامت شاتکریت: حدود ۳ الی ۵ سانتیمتر در هر طرف
- وزن فولاد مصرفی: حدود ۸ تا ۱۲ کیلوگرم بر متر مربع
تری دی پانل سقفی؛ فراتر از یک سیستم سبک
در نگاه نخست، تری دی پانل تنها یک سیستم پیش‌ساخته است، اما در واقع این فناوری، محصول همگرایی علم مواد، سازه، و طراحی صنعتی است. ساختار این پانل‌ها با تمرکز بر کاهش جرم بدون کاهش مقاومت توسعه یافته است.
ویژگی‌های ساختاری که به کاهش وزن کمک می‌کنند:
استفاده از هسته‌ی EPS (فوم منبسط‌شده) با دانسیته پایین (۱۵–۲۰ کیلوگرم بر متر مکعب)
بهره‌گیری از شبکه‌های مش فولادی سبک با قطر کم اما مقاوم
حذف بتن حجیم در مقایسه با سقف‌های سنتی
حذف بلوک‌های سنگین یا قالب‌های موقت
تحلیل رفتار لرزه‌ای سیستم سقف سبک
مطالعات انجام‌شده در آزمایشگاه‌های زلزله‌نگاری ایران و ترکیه نشان داده‌اند که سقف‌های سبک‌تر موجب کاهش شتاب طبقات بالایی در حین زلزله شده و از واژگونی عناصر غیرسازه‌ای جلوگیری می‌کنند. این مزیت، به‌ویژه در بیمارستان‌ها، مدارس و برج‌های بلند بسیار حیاتی است.
رفتار دینامیکی تری دی پانل:
افزایش ظرفیت جذب انرژی در چرخه‌های لرزشی
فرکانس طبیعی بالاتر نسبت به سیستم‌های سنگین
میرایی بالاتر به دلیل اتصال چندلایه بتن، فولاد و فوم
| نوع سقف | هزینه تقریبی (هزار تومان/متر مربع) | دلیل اصلی هزینه |
|---|---|---|
| تری دی پانل سقفی | ۸۰۰ – ۹۵۰ | فوم سبک + شاتکریت |
| تیرچه بلوک | ۹۵۰ – ۱۱۰۰ | بلوک و بتن زیاد |
| کامپوزیت فلزی | ۱۱۰۰ – ۱۳۰۰ | فولاد و اتصالات |
| دال بتنی | ۱۳۰۰ – ۱۵۰۰ | قالب‌ندی و آرماتور زیاد |
| عرشه فولادی | ۱۰۰۰ – ۱۲۰۰ | ورق گالوانیزه |
